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祖沖之：主要發現、理論觀點、生平故事、成長經歷、成就貢獻

生活百科研究成果

祖沖之，我國南北朝時期著名的數學家、天文學家 。他是世界上將圓周率精確到小數點后七位的第一人，這一研究發現比西方早了1100多年 。
祖沖之字文遠，原籍范陽遒縣（今河北淶源縣），后來為了躲避北方戰亂，祖先遷居江南 。他出生于一個士大夫家庭，父親和祖父對天文、歷法都很有研究 。祖沖之受家庭的影響，從小就熱愛科學 。成人之后，祖沖之決定致力于圓周率的研究，計算出更加準確的圓周率 。
圓是自然界中最常見的幾何圖形，許多物體都是圓形 ?？墒窃鯓佑嬎銏A的周長和面積呢？古人很早就進行了研究和探索 。古人發現圓的周長與直徑的比是一個常數，稱為圓周率 。
如果能準確地求出圓周率，再用直尺量出直徑的長度，圓的周長和面積就容易求出來了 。
圓周率到底是多少呢？我國古代有一本算書叫《周髀算經》，這是我國最早的數學著作之一，書中提出了“徑一周三”的概念，這個圓周率稱為古率，這當然太粗略了 。兩漢末年的劉歆求出圓周率的值為3．1547 。東漢張衡計算出的圓周率為3．1622 。三國末年劉徽創造出包含有極限思想的“割圓術”，計算出了內接正192邊形的周長和面積，得出圓周率為3．14 。后來他又計算出圓內接3072邊形的周長和面積，得出圓周率為3．1416（3927／1250） 。
祖沖之認為前人的這些計算結果還是太粗略了，誤差很大 。但他并沒有蔑視前人的研究成果，而是對他們的研究方法進行了認真的研究與思考 。后來，他在前人研究成果的基礎上，對計算圓周率的方法進行了革新，這種新的計算方法被命名為“綴術” 。運用此方法，祖沖之比較精確地計算出了圓周率在3．1415926到3．1415927之間，并用22／7（疏率）和355／113（密率）這兩個分數值來表示 。這是當時世界上最先進的圓周率 。西方直到1573年才由德國奧托較為精確地計算出圓周率，比祖沖之晚了1100多年 。
祖沖之準確地計算出圓周率后七位數字以后，很快在實踐中得到了運用 。他自己曾用他的圓周率研究過度量衡的問題，并用之于鑒定古量器的計算 。北周武帝保寶元年（公元561年）所制的玉斗就是以3．1415926為圓周率計算出來的 。祖沖之將他的研究成果寫成了《綴書》一書 。隋唐時期，《綴書》一直是數學教育的基本內容之一 。可惜后來因為戰亂該書失傳了，這是我國數學史上的一大損失 。
除了數學外，祖沖之在天文學上也頗有建樹 。由于從小就受到祖父和父親的影響，祖沖之學到了一些天文學方面的知識 。長大后他興趣不減，經常進行一些實際測量和推算 。他曾說過：“親量圭尺，躬察儀漏，目盡毫厘，心窮籌策 ?！币馑际钦f，他經常親自觀察測量日影長短的圭尺，用以校訂節氣，測定一年的時間到底有多長；也常常親自察看古代計時用的器具“漏刻”，從而證實日月星辰的升落時辰；他還經常擺弄用于觀測、計量實驗和檢驗的各種儀器 。祖沖之有著嚴謹的治學態度，每次觀察，他都非常認真，盡量避免任何細小的誤差，在此基礎上認真進行思考、計算，想出解決問題的辦法 。
祖沖之將他在天文歷法上的觀測數據和其他資料做了認真的整理，自己摸索出一些規律 。他發現傳統的《元嘉歷》中有很多錯誤，于是根據自己的觀察做了修改，編成了一本新歷法——《大明歷》，并向朝廷上奏，希望在全國推行 。當朝皇帝是宋孝武帝劉駿，他自己不懂歷法，于是組織了一些懂得歷法的大臣在金殿上進行“廷議”，號令祖沖之參加，讓他與大臣們就兩種歷法的優劣進行辯論 。

公元462年的一天，一場關于歷法的大辯論展開了 。雙方的代表人物是祖沖之和戴法興 。戴法興首先提出：“日有恒度，宿無改位，這是萬世不變的，你并無變法之理 ?！?br /> 祖沖之馬上反駁道：“舊歷法十九年七閏，每二百年就會相差一天，如果改用大明歷，每三百九十一年設一百四十四個閏月，就能與天數符合了 。”他又接著說道：“舊歷法的夏至和冬至都比天象早，五星（金、木、水、火、土）的出現和隱伏也比實際天象差40多天 。歷法不符合天象，當然要改革 ?！?br /> “日月星辰的長落，自有其天數，非凡夫所能測定 ?！贝鞣ㄅd不甘心自己的失敗 。
“日月星辰皆有形可檢驗，有數據可以推算，并非出于神性，怎么能說凡夫不能測定呢？在下十多年的觀測發現每年夏至與冬至的圭尺都沒有誤差 ?！彼洲D身向宋孝武帝道：“據臣推算，每45年11個月要后退1度 ?！?/p>

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